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如何提高城轨车牵枕连接焊缝通过率

时间:2020年07月14日 所属分类:科学技术论文 点击次数:

引言:城铁底架工序一直以来是车体制造中的主要环节,无论从组对精度、焊接质量都要求严格,铝合金材质本身属于疏松多孔性材质,对焊接工艺要求高。焊缝多出现气孔、未熔合、裂纹、咬边等焊接缺陷,在RT检测时反映到胶片上的缺陷,需要定位返修并重新修补焊

  引言:城铁底架工序一直以来是车体制造中的主要环节,无论从组对精度、焊接质量都要求严格,铝合金材质本身属于疏松多孔性材质,对焊接工艺要求高。焊缝多出现气孔、未熔合、裂纹、咬边等焊接缺陷,在RT检测时反映到胶片上的缺陷,需要定位返修并重新修补焊接。从新修复后如果缺陷未达到质检标准要求,还要继续修复。反复修补会降低焊缝强度,多次修补后工件报废。焊接质量不达标,直接影响生产制造成本,部件的安全使用性能。

  关键词:预热温度坡口处理打底焊操作层间处理盖面层数焊后处理

焊接学报

  预热温度对焊接质量的影响。

  铝合金MIG焊,电弧温度是有限的,由于材质本身熔点低,散热速度快,在焊接大厚度板时,电弧周边及热影响区温升速度快,在远端冷金属部分会阻碍熔化金属膨胀和收缩,在焊后会产生热裂纹,虽然X射线探伤对纵向裂纹不太敏感,但在胶片上呈现出来光亮的线,在判断缺陷时,很容易判断出,返修率高。焊前预热是在焊缝周边成区域加热,材质本身疏松多孔,会在室温情况下存水份,通过加热蒸发水分,也可以减少气孔的产生。

  工艺要求焊前预热温度为90-120°C。底架牵枕连接焊缝为15mm,操作时焊前预热为100°C。

  焊前对焊缝坡口的处理

  由于城轨车料件公差区域较宽,组对精度很难保证标准。也可能点固过程中产生了焊接收缩变形,导致坡口宽窄不一。电弧如果直接作用在这样的坡口上,会使不同区域产生未熔透。所以我们焊前要对坡口进行细致的机械修磨处理。所用工具为风铣刀和直磨机以及碗刷机,必要是还需要工业擦布蘸酒精进行擦拭坡口及近表面。

  修磨加工时,我们需要保证根部间隙3-4mm。坡口钝边厚度为0mm。坡口不能修出弧度,以免电弧作用不到坡口根部。

  打底焊操作:

  打底焊是决定探伤后胶片质量的关键环节。电弧作用位置分三个部分,分为两个坡口尖端和背板凹槽。在根部间隙3-4mm,坡口没有钝边时,电流选用165-170A,电感调至-0.5-0,电弧调至中等长度,采用停顿的焊接手法,均匀焊接,焊至组对上下存在间隙的位置,适当降低电流,通过危险区域,再将电流调大。从引弧板上起弧,收弧板上熄灭电弧。在焊接过程中,电弧是媒介、一种可控的因素,在电弧产生的熔池前端,会留下可控观察的光亮区域,气孔和夹杂出现时,需要停枪,然后用风动工具将此部分去除。起弧焊接时,起弧位置要在没出现缺陷的焊缝上开始,在出现缺陷的位置稍作停顿,必须要保证熔合良好在继续向前焊接。焊前清理时可能会在垫板夹缝内夹杂碗刷刺,焊前采用压缩风吹干净,它的存在,我们很难发现,所以要细致对待。

  层间处理以及焊接方法:

  我们在坡口深度已定,打底焊完了后,应该预先设定好焊接层数,比如说:4层12道。焊接的最终目的是保证焊缝与母材区域熔合良好,并保证焊缝强度、以及有效的横截面积。焊枪角度,层数,就显得尤为重要。

  由于每层都在控制温度,所以风动工具不能在焊接完上一层后直接对焊缝进行修磨,由于铝合金焊后温度略高,风动碗刷机会在焊缝表面打出一层类似于油脂的东西,所以不能在焊后直接打磨,那层膜会阻碍电弧热量有效的作用于坡口,阻碍熔化金属过渡,产生焊接缺陷。缺陷类型包括:未熔合、气孔、线性裂纹等。

  焊接规范的使用,打底焊完后,填充焊部分要调大参数。电流:225A,弧长:+0.2,电感:0;以上参数为参考区域、可调整。焊接每一层时,手法略带一点小圈,目的是为保证熔合良好,焊接速度不能太快,确保良好的热输入量。适当填加焊接手法会将电弧区域热量分散,作用区域变宽,起到搅拌作用。

  盖面焊操作:

  盖面焊为此焊缝的点睛之笔,盖面焊要均匀运枪,电流:240-250A,弧长中等长度,电感+0.5左右。盖面焊是给人最直观的效果,来判定焊缝的好坏,以及规范运用是否合理。在RT检测时,虽然对盖面焊质量没有太高标准,但焊接波纹均匀的情况下,会减少焊缝表面气孔、咬边、夹渣等缺陷的产生。也会间接体现出焊工个人素质。盖面焊层数为三层,每单道焊缝熔合线清晰明了,电弧清洁区域宽窄一致。

  焊后处理:

  焊后处理,既是将起收弧出进行机械切割去除!焊前我们使用的引、收弧板,目的是将起弧和收弧的缺陷拉出焊缝外侧,焊接结束进行手动去除。我们在满足焊缝整条长度为1090mm时,还要去除20-30mm,因为起枪焊接时气体供应有个过程,焊枪角度可能过于垂直焊缝。焊接收尾部分,由于体力和视觉受限,会导致焊枪角度过大,气体保护不到位等等。焊后处理,也就是去除缺陷的过程。

  我们看见胶片的起始端有长约5mm的黑线,经专业判定为根部裂纹或者是根部未熔合。返修过程费时费力,需要通过去除背面垫板,再重新拍照。如果缺陷依旧存在,则要求重新刨焊后再重新拍照。整个过程会需要3-4小时。我们用机械切割出圆弧,将缺陷全部去除,这样就能确保整个焊缝超高的通过率。

  电气焊论文投稿刊物:《焊接学报》是由中国机械工程学会主办、哈尔滨焊接研究所承办的学术期刊。主要刊载焊接科技领域具有国际水平或国内先进水平的优秀学术论文。1980年创刊以来,刊期由最初的季刊发展为现在的月刊,成为在国内外具有一定影响的一级学术刊物。

  结束语:

  城铁车牵枕焊缝在生产制造多年间,一直是一个公认的难题。在从业期间,与焊接质量管控部门沟通、相互学习,总结出整个焊接操作过程中每一步易出现的问题,并逐一解决完善,从近400台车抽检结果看,利用上述方法操作,实现焊缝一次交检合格率100%。疏通了整个工序流程,提高了焊接产品质量。

  参考文献:

  1.《铝及铝合金焊接》

  2.《金属学与热处理》

  作者:王然林旭东李志强